Cuando las sondas Voyager 1 y 2 visitaron Saturno, observaron unas extrañas ondulaciones y trenzas en el anillo F del planeta. Descubierto en 1979 por la nave Pioneer 11, el hallazgo de este anillo se unía así al de las otras "circunvalaciones" (D, C, B, A, F, G y E) que caracterizan al planeta explorado actualmente por la sonda Cassini-Huygens.

El delgado anillo F de Saturno -compuesto por partículas de hielo- presenta unas dinámicas muy características, que le dan una apariencia que varía entre los surcos, las trenzas o las ondulaciones. Pero son dos lunas del planeta, conocidas como Prometeo y Pandora, las que a ambos lados del anillo F provocan perturbaciones gravitatorias que hacen que las partículas del anillo se agrupen dando lugar a unas estructuras parecidas a "bolas de nieve".

Las lunas pastoras del anillo

La influencia de estos satélites sobre el anillo F de Saturno es de tal envergadura, que la comunidad científica bautizó a Prometeo y Pandora como las lunas pastoras. Sus pertubaciones inducen la unión entre las desconocidas partículas que conforman el anillo F, un proceso que como explica Daniel Marín, recuerda a las agrupaciones planetesimales que ocurrieron durante la formación de los planetas del Sistema Solar.

La mayor parte de estas bolas, además, se rompen por choques entre ellas y por el impacto de las fuerzas de marea, según la Agencia Espacial Europea. En ocasiones, sin embargo, algunos de los fragmentos no se deshacen del todo, saliendo del anillo F y dejando una estela de partículas de hielo a su paso. ¿Pero cuál es el origen del anillo F y sus lunas pastoras?

Saturno
Imagen tomada por la sonda Cassini, en la que se puede observar el anillo F de Saturno "escoltado" por las lunas pastoras (en el interior, Prometeo, en el exterior, Pandora). NASA/JPL/Space Science Institute

Un estudio publicado hoy en Nature Geoscience modeliza la posible evolución del sistema formado por el anillo F y los satélites Prometeo y Pandora. Según explica Aurélien Crida, el pastoreo de ambas lunas explica la reducida anchura de este irregular anillo (situado a más de 140.000 kilómetros del planeta), cuyo espesor no supera los 100 kilómetros.

Miles de colisiones para un origen

Investigadores de la Universidad de Kobe en Japón han simulado miles de colisiones de los pequeños satélites naturales (conocidos en inglés como moonlets) situados a las afueras de los principales anillos de Saturno. La inusual configuración del anillo F y de sus dos lunas pastoras podría ser explicada, según sus resultados, como una consecuencia natural de la evolución de los anillos de planetas gaseosos como Saturno.Su inusual configuración sería una consecuencia natural de la evolución de este tipo de anillos

Las conclusiones de Ohtsuki e Hyodo mostrarían que la colisión de dos pequeños satélites, que se encuentran en el borde exterior del sistema principal de anillos de Saturno, podría derivar en la disrupción parcial de esos satélites, que evolucionarían hacia un anillo -el F- compuesto por partículas y otros dos satélites remanentes -las lunas pastoras-.

Según sus simulaciones, si las partículas que conformaban estos pequeños satélites iniciales hubieran estado compuestas únicamente de hielo, el choque hubiera fragmentado por completo estas minilunas, resultando en la formación de un único anillo. La existencia de Prometeo y Pandora sugiere que estos pequeños satélites tendrían, además de partículas de hielo, un núcleo formado por una gran parte rígida de hielo y/o silicatos. Por la forma en la que se dispone actualmente este sistema, la colisión tuvo que contar con una orientación oblicua, según resumen en Nature Geoscience.

Saturno

Aunque las conclusiones de los científicos japoneses proponen sólo una hipótesis para el origen de este irregular anillo de Saturno y sus lunas pastoras, Aurélien Crida afirma que su modelo es bastante "convincente". Para que el sistema del anillo F, Prometeo y Pandora se originara así, la investigación sugiere que las minilunas iniciales tendrían que haber tenido un 2% de silicatos.

Este modelo también explicaría, según Crida, por qué el anillo F ha sobrevivido durante tanto tiempo. Los cálculos actuales estiman que tiene una edad cercana a varios millones de años, equivalente a unos pocos miles de millones de órbitas alrededor de Saturno. Además, la hipótesis de la colisión también podría estar detrás de algunas características de Urano, donde también se observan anillos con lunas pastoras. Con este trabajo, la investigación arroja un poco más de luz sobre el sistema del anillo F y sus satélites tan irregular como misterioso.